感测技术试题期末整理

一、判断改错题

1、传感器是一种把电量非电量变换成与之前有一定关系的非电量电量的装置。（ⅹ）

2、线性度和灵敏度是衡量传感器动态特性静态特性的重要指标。（x）

3、变间隙（面积）式电容传感器一般用来测量较大的线性位移和角位移。（x）

变间隙式一般用来测量微小的线位移，变介电常数式常用于物位测量及湿度、密度的测量。

4、阻抗匹配是电压式传感器前置放大器的作用之一。（√）

前置放大器的作用：1）阻抗匹配2）放大信号

5、固态压阻式传感器的工作原理是基于半导体的压阻效应。（x）

金属电阻应变片测量应变的原理是基于金属电阻体的形状发生变化引起其阻值发生变化

6、在磁电式传感器测量电路中接一定积分微分电路，则其输出电势就于加速度成正比。（x）

7、组成热电偶必须具备的两个条件之一是两节点温度不相同。（x）

另一个是采用两种不同材料做热电极

热电偶的热电动势由两种导体的接触电动势和单一导体的温差电动势组成

接人第三种导体厚对回路总热电势无影响

在测量中常见的温度传感器：热电阻、热敏电阻、热电偶、P-N结型温度传感器

热电阻：

热电偶：

热敏电阻：

8、电涡流式传感器根据通电线圈激励电流频率的不同可分为低频反射式和高频透射式两大类。（x）互换

9、压电传感器的前置放大器有两种形式，一种是电压放大器，二是电流电荷放大器。（x）

压力传感器不适合静态测量，只适合动态测量（易发生泄漏）

压电元件的常用结构：二片或两片以上压电元件连接方式：串联、并联。

压电材料

10、光电信增管的工作原理是基于内外光电效应。（x）

光电倍增管：工作原理光电倍增管是光电阴极与二次发射体的组合，

入射光光谱特性：光电阴极频率响应

光电池：

光敏晶体管：

光敏电阻：

光电式传感器：

二、论述题

11、给出非电量电测系统组成框图，并说明各个组成部分的作用。

敏感元件：直接感受被测量并把被测量转换成与被测量成一定关系的某一物理量

转换元件：某一物理量转换成适合传输和测量的电信号

测量电路：放大运算、调制等

辅助电源：提供工作电源

12、以单结构变间隙式电容式传感器为例，说明其灵敏度与非线性误差的关系。P103

如图：

电容器的电容值是

电容传感器的灵敏度是K=,

非线性误差,

由上式可以看出，要提高灵敏度，应减小起始间隙，但的减小受到电容器击穿电压的限制，同时对加工精度的要求也提高了，非线性误差随着相对位移的增加而增加，而减小相应的也增大了非线性误差。

13、简述热电偶的冷端处理方法。P183

热电偶的冷端处理包含：将冷端延伸；使冷端温度为0

具体处理方法有以下几种：

1）延伸导线法（把热电偶自由端延到远离高温区

1、延伸热电极与热电偶的热电极具有相同或相近的热电特性

2、两个接点温度相等

2）0恒温法：放在冰水混合无的恒温容器中

3）计算修正法：设法使冷端恒定在0中

4）电桥补偿法：图p185,串入不平衡电桥，自动补偿，补偿到冷端为25时

增加：

1、温度误差的原因，及补偿方法？

答：原因：1）应变片电阻丝的电阻温度系数2）电阻丝材料与受力件材料的线膨胀系数不同，综合（1）（2）由于温度变化而引起应变片总的电阻的相对变化

补偿方法：1）应变片温度自补偿法、双金属线栅法2）线路补偿法

电路补偿法条件：1）保证R3=R4,2)R1=R2,3)试件材料与补偿块材料完全相同4）同时处于同一温度环境

2、电容式传感器做成差动式结构的好处？

差动式结构的非线性误差为：

灵敏度为K=

由上式可知：采用差动之后，非线性误差大大降低了，灵敏度则提高一倍。与此同时，差动式电容传感器还能减小静电引力给测量带来的影响，并有效地改善环境影响所造成的误差

3、与金属导体应变片相比，半导体应变片的优缺点？

优点：灵敏度比金属金属丝式高50~80倍，且尺寸小、动态响应好

缺点：受温度影响高、温度系数大、非线性误差大

4、电阻应变片的测量电路

5、热电偶中间导体定律推导过程P180

中间导体定律表明：只要引人的导线两端温度相同，则不影响热电偶的热电动势

推导过程：证明：将T0端拉开成两点（2,3），使其分别与导线C和指示仪表相连，由于2,3,点温度均为T0，则总电动势为

因为：

则得：